(57)【要約】【課題】太陽電池モジュール１と集熱体との積層構造からなる電熱ハイブリッドパネルを製造する電熱ハイブリッドパネルの製造方法において、太陽電池モジュール１側から伝熱により太陽電池モジュール１と集熱体と接着して電熱ハイブリッドパネルを製造する場合に、加熱効率を上げて生産性の向上した電熱ハイブリッドパネルの製造方法を提供すること。【解決手段】太陽電池モジュール１の予熱工程と、この予熱された太陽電池モジュール１にホットメルト材８を介して集熱体を積層する積層工程と、この積層された太陽電池モジュール１と集熱体とを加圧・加熱して接着する接着工程とを備えさせる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池モジュールと集熱体との積層構造からなる電熱ハイブリッドパネルを製造する電熱ハイブリッドパネルの製造方法であって、太陽電池モジュールの予熱工程と、この予熱された太陽電池モジュールにホットメルト材を介して集熱体を積層する積層工程と、この積層された太陽電池モジュールと集熱体とを加圧・加熱して接着する接着工程とを備えてなることを特徴とする電熱ハイブリッドパネルの製造方法。
【請求項２】
集熱体の太陽電池モジュールとの接着面に予めホットメルト材をロールコータにより加熱塗布しておくことを特徴とする請求項１記載の電熱ハイブリッドパネルの製造方法。
【請求項３】
予熱工程と接着工程とを別ラインで構成し、それぞれに太陽電池モジュールの加熱装置を備えていることを特徴とする請求項１乃至２記載の電熱ハイブリッドパネルの製造方法。
【請求項４】
太陽電池モジュールの加熱装置により接着工程の加熱を行い、このときに集熱体の温度を計測し、この温度が所定温度に達したときに接着完了として接着工程を終了することを特徴とする請求項１乃至３記載の電熱ハイブリッドパネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池モジュールと集熱体とが一体に取り付けられた電熱ハイブリッドパネルの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特開平１１―３３７１８７号公報に提案されているように、太陽電池モジュールと集熱体とを接着剤で接着して一体化することにより、太陽光エネルギー及び熱エネルギーの両面から有効利用できるようにした電熱ハイブリッドパネルが知られている。
【０００３】
太陽電池モジュールは、透光性ガラスの上にＥＶＡシート（ホットメルト型フィルム）を重ね、この上にリード線で直列に配線した多数の単結晶シリコン太陽電池セルを並べ、この上にホットメルト型フィルムを配してこれら上下のＥＶＡシート（ホットメルト型フィルム）の接着作用により一体に形成されたものである。また、集熱体は、太陽熱を配管内を流れる熱媒に伝えるものであり、太陽の熱を受ける集熱板と、この集熱板と伝熱的に接触している複数本の通水管と、この複数本の通水管の中の熱媒を集めたり通水管に熱媒を供給するヘッダ管とから構成されている。
【０００４】
このような電熱ハイブリッドパネルも製造方法として、まず、下側加圧板の上に透光性ガラスを載せ、この上にＥＶＡシート（ホットメルト型フィルム）を敷き、この上に、リード線で直列に配線した多数の単結晶シリコン太陽電池セルを並べ、さらに、この上にＥＶＡシート（ホットメルト型フィルム）を重ね、集熱板を載せた後に、集熱板の外側に電熱ハイブリッドパネル製造用冶具を取り付け、さらに、隣接する両通水管の間にブロックを載せ、真空に脱泡しながら、この上から上側加圧板で加熱・加圧すると両方のＥＶＡシートが溶融して、全体が接着されて一体になるものである。
【０００５】
このような電熱ハイブリッドパネルの製造方法では、全体を上側加圧板と下側加圧板とからなる１対の加圧板の間に挟んで加熱・加圧したとき、ハイブリッドパネル製造用冶具によって、押圧による太陽電池セルや集熱体の横方向への移動を防止し、良好な形状の電熱ハイブリッドパネルを製造している。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１―３３７１８７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の電熱ハイブリッドパネルの製造方法では、例えば下側加圧板に取り付けたヒータにより下側加圧板を加熱しこの伝熱によりＥＶＡシートを加熱溶融させる場合、断熱効果の高い透光性ガラスを介してＥＶＡシートを加熱することになるため、加熱効率が悪くて加熱時間がかかり生産性が低いという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、太陽電池モジュール側から伝熱により太陽電池モジュールと集熱体と接着して電熱ハイブリッドパネルを製造する場合に、加熱効率を上げて生産性の向上した電熱ハイブリッドパネルの製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、太陽電池モジュールと集熱体との積層構造からなる電熱ハイブリッドパネルを製造する電熱ハイブリッドパネルの製造方法であって、太陽電池モジュールの予熱工程と、この予熱された太陽電池モジュールにホットメルト材を介して集熱体を積層する積層工程と、この積層された太陽電池モジュールと集熱体とを加圧・加熱して接着する接着工程とを備えてなることを特徴として構成している。
【００１０】
このような電熱ハイブリッドパネルの製造方法では、太陽電池モジュールの予熱工程により、太陽電池モジュールを予熱しておき、この予熱された太陽電池モジュールにホットメルト材を介して集熱体を積層し、加圧・加熱により接着しているので、接着工程にかかる時間が短縮されている。
【００１１】
また請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、集熱体の太陽電池モジュールとの接着面に予めホットメルト材をロールコータにより加熱塗布しておくことを特徴として構成している。
【００１２】
このような電熱ハイブリッドパネルの製造方法では、集熱体の太陽電池モジュールとの接着面に予めホットメルト材をロールコータにより加熱塗布されているので、接着工程では太陽電池モジュールの集熱体との接着に対するホットメルト材の接着だけが必要になり、より接着工程にかかる時間が短縮されている。
【００１３】
また請求項３記載の発明は、請求項１乃至２記載の発明において、予熱工程と接着工程とを別ラインで構成し、それぞれに太陽電池モジュールの加熱装置を備えていることを特徴として構成している。
【００１４】
このような電熱ハイブリッドパネルの製造方法では、予熱工程と接着工程とを別ラインで構成し、それぞれに太陽電池モジュールの加熱装置を備えているので、予熱工程と接着工程とを異なるラインで同時進行することができる。
【００１５】
また請求項４記載の発明は、請求項１乃至３記載の発明において、太陽電池モジュールの加熱装置により接着工程の加熱を行い、このときに集熱体の温度を計測し、この温度が所定温度に達したときに接着完了として接着工程を終了することを特徴として構成している。
【００１６】
このような電熱ハイブリッドパネルの製造方法では、集熱体の温度を計測し、この温度が所定温度に達したときに接着完了として接着工程を終了するようにしているので、太陽電池モジュールと集熱体とを十分に接着できるとともに、集熱体の温度状態により簡単に接着完了時が正確に分かる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態の電熱ハイブリッドパネルの製造方法を図１乃至図３に基づいて説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態の電熱ハイブリッドパネルの製造方法に用いる電熱ハイブリッドパネルを示す要部の縦断面図である。また図２は、同上の電熱ハイブリッドパネルの製造方法を示す各工程の説明図である。また図３は、同上の電熱ハイブリッドパネルの製造方法に用いる電熱ハイブリッドパネルを示す要部の分解斜視図である。
【００１９】
図１乃至図３に示すように、この電熱ハイブリッドパネルの製造方法は、太陽電池モジュール１と集熱体との積層構造からなる電熱ハイブリッドパネルを製造する方法であり、太陽電池モジュール１の予熱工程と、この予熱された太陽電池モジュール１にホットメルト材８を介して集熱体を積層する積層工程と、この積層された太陽電池モジュール１と集熱体とを加圧・加熱して接着する接着工程とを備えている。また、集熱体の太陽電池モジュール１との接着面に予めホットメルト材８をロールコータにより加熱塗布している。予熱工程と接着工程とを別ラインで構成し、それぞれに太陽電池モジュール１の加熱装置を備えている。太陽電池モジュール１の加熱装置により接着工程の加熱を行い、このときに集熱体の温度を計測し、この温度が所定温度に達したときに接着完了として接着工程を終了するようにしている。
【００２０】
電熱ハイブリッドパネルは、太陽電池モジュール１と集熱体とを接着剤で接着して一体化することにより、太陽光エネルギー及び熱エネルギーの両面から有効利用できるようにしたものである。
【００２１】
太陽電池モジュール１は、透光性ガラス４の上にＥＶＡシート５（ホットメルト型フィルム）を重ね、この上にリード線で直列に配線した多数の太陽電池セル６を並べ、この上にホットメルト型フィルムを重ね、この上に例えばＰＥＴからなる防水性シート７を重ね、これら積層体を上下のＥＶＡシート５（ホットメルト型フィルム）の接着作用により一体に形成されたものである。太陽電池セル６は、Ｓｉ，ＣｄＴｅ等の単結晶、多結晶、アモルファス等で光によって発電能力を有するものが用いられる。
【００２２】
集熱体は、太陽熱を配管内を流れる熱媒に伝えるものであり、太陽の熱を受ける集熱板３と、この集熱板３と伝熱的に接触している複数本の通水管２ａと、この複数本の通水管２ａの中の熱媒を集めたり通水管２ａに熱媒を供給するヘッダ管２ｂとから構成されている。通水管２ａとヘッダ管２ｂとは一体形成されていて管体２を形成し、集熱板３は管体２とは分離形成されている。この集熱板３は、金属製のものが好適に用いられ、軽量、防錆の点でアルミニウム製のものが特に好適である。通水管２ａやヘッダ管２ｂは、内部を流れる熱媒による耐腐食性を考慮して銅やアルミニウムが好適に用いられる。
【００２３】
管体２は、略直管状の複数の通水管２ａが均等間隔で平行に配列され、通水管２ａの両端に通水管２ａと直交する方向に略直管状のヘッダ管２ｂが横たわっていて、通水管２ａの両端とヘッダ管２ｂ側壁とが一体に連結され、通水管２ａの内路とヘッダ管２ｂの内路とは、ヘッダ管２ｂ側壁に設けた貫通孔１０ａを介してそれぞれ連通している。両ヘッダ管２ｂは、それぞれ貯水槽（図示せず）に連結され、貯水槽、一方のヘッダ管２ｂ、通水管２ａ、他方のヘッダ管２ｂ、貯水槽の循環経路を形成しており、貯水槽内に溜められた熱媒がこの循環経路を循環できるようにしてある。熱媒としては、エチレングリコール水溶液やプロピレングリコール水溶液等の不凍液を好適に用いることができる。
【００２４】
集熱板３は、長手方向が通水管２ａの長さよりもやや短く、短手方向が隣接する通水管２ａの間隔よりもやや短い程度の略長方形板状に形成され、短手方向略中央の長手方向に沿って一方の面が断面円弧状に湾曲した湾曲部３ａが形成されている。この湾曲部３ａは、背後に形成された溝部３ｃに通水管２ａを挿入収納するために設けられており、溝部３ｃは、集熱板３の他面から通水管２ａが突出しない程度に、また溝部３ｃ内壁に通水管２ａの外壁が接する程度に形成され、集熱板３から通水管２ａへの伝熱効率が高くなるよう形成されている。また、集熱板３における湾曲部３ａ両側の平板状の部分を平板部３ｂとしている。
【００２５】
このような集熱体で太陽熱を利用する方法としては、この集熱体を屋根等の太陽の良く当たる傾斜面に、一方のヘッダ管２ｂを傾斜面上側にし、他方のヘッダ管２ｂを傾斜面下側にして取り付け、両ヘッダ管２ｂを貯水槽にそれぞれ連結する。すると、太陽の熱によって集熱体が加熱され、この加熱された熱が通水管２ａ内の熱媒に伝熱されて熱媒が温めらる。温められた熱媒は軽くなり、上方のヘッダ管２ｂに移動し、貯水槽に蓄えられる。この通水管２ａ内の熱媒の上方移動に伴い、下方のヘッダ管２ｂから通水管２ａ内に冷たい熱媒が供給され、この下方のヘッダ管２ｂには貯水槽の中の冷たい水が供給される。このように、集熱体と貯水槽との間を熱媒が循環している間に貯水槽の中の熱媒が高温になる。この熱媒の熱を利用して給湯や床暖房等に利用するのである。
【００２６】
このような電熱ハイブリッドパネルの製造方法を以下に説明する。まず、透光性ガラス４の上にＥＶＡシート５（ホットメルト型フィルム）を重ね、この上にリード線で直列に配線した多数の単結晶シリコン太陽電池セル６を並べ、この上にホットメルト型フィルムを重ね、この上に防水性シート７を重ね、この積層体を上下の加圧板で挟んで加圧・加熱してＥＶＡシート５（ホットメルト型フィルム）の接着作用により一体形成して、予め太陽電池モジュール１を製造しておく。また、集熱板３の平板部３ｂの下面にロールコーターによりホットメルト材８を加熱して塗布しておく。このときの加熱温度としては１２０度程度を目安として設定する。
【００２７】
次に予熱工程では、防水性シート７の温度を計測し、この温度が所定温度に保たれるように太陽電池モジュール１を雰囲気加熱などにより加熱する。所定温度はＥＶＡシート５が溶け出さない程度の、例えば６０度を目安として設定する。防水性シート７の温度計測は、接触型や非接触型の任意の温度計測装置を用いて行う。
【００２８】
次に積層工程では、この防水性シート７が６０度程度に予熱された状態の太陽電池モジュール１をヒータを内蔵した下側加熱板１０上に透光性ガラス４を下側にして載せる。このとき予熱した太陽電池モジュール１の温度が低下しない程度に下側加熱板１０はヒータにより加熱された状態にしておく。さらに、この太陽電池モジュール１の防水性シート７上の所定位置に取付冶具（図示せず）を用いて管体２を載せ、この管体２の各通水管２ａにそれぞれ溝部３ｃを挿入収納させホットメルト材８を防水性シート７上面に接触させて集熱板３を重ねる。さらに、この集熱板３のそれぞれに、下面に集熱板３の湾曲部３ａに嵌り合う凹部を設けた塊状の重し１２を載せる。なお、下側加熱板１０にはヒータが内蔵してあるとともに、電熱ハイブリッドパネルを水平移動するためのボールキャスタ１１が設けてある。ボールキャスタ１１は、ベース上に立設された複数の支持材１１ｂと、この複数の支持材１１ｂ上端に設けた複数のローラ１１ａと、下側加熱板１０を上下動自在に支持する昇降装置とを備えているものである。下側加熱板１０は、ボールキャスタ１１の支持材１１ｂとの対応箇所に貫通孔１０ａが設けてあり、この貫通孔１０ａに支持材１１ｂを貫通させた状態で貫通孔１０ａからローラ１１ａを進退自在に昇降装置が下側加熱板１０を支持している。この接着工程では、ローラ１１ａは貫通孔１０ａ内に収納されて貫通孔１０ａ上端開口からローラ１１ａ上端が突出しないよう下側加熱板１０が高さ調整されている。
【００２９】
次に接着工程では、集熱板３が所定温度になるまで下側加熱板１０をヒータにより高温加熱する。所定温度は、ホットメルト材８が全面的に溶融してホットメルト材８と防水性シート７が完全に接着する程度の、例えば１４０度を目安として設定する。そして集熱板３が所定温度に達したら接着工程を終了する。なおこのとき、非接触式や接触式の任意の温度計測装置により集熱板３の温度を計測するようにする。
【００３０】
次に、ボールキャスタ１１の昇降装置を作動させて下側加熱板１０を下降させローラ１１ａが貫通孔１０ａから突出させる。このとき、電熱ハイブリッドパネルはローラ１１ａに支持されて下側加熱板１０上方にを持ち上がる。そして、この状態で手動又は自動操作により、電熱ハイブリッドパネルを横方向に移動させ下側加熱板１０の横に配置した冷却台１３上に移動させる。冷却台１３上面には下側加熱板１０と同様にローラ１１ａが設けられてあり、電熱ハイブリッドパネルが下側加熱板１０及び冷却台１３の各ローラ１１ａ上を移動して冷却台１３上に移動するようにしてある。冷却台１３上の電熱ハイブリッドパネルは自然冷却又は強制冷却により所定温度以下に冷却され、溶融したホットメルト材８が固化した状態で冷却工程が終了する。この所定温度は使用するホットメルト材８の固化温度程度に設定される。この後、電熱ハイブリッドパネルは完成品として冷却台１３上から除かれ所定の保管場所に移動して保管される。一方、下側冷却台１３は、電熱ハイブリッドパネルが除かれたと同時に、昇降装置により下降され、次の電熱ハイブリッドパネルの接着工程が開始される。
【００３１】
このような電熱ハイブリッドパネルの製造方法では、太陽電池モジュール１の予熱工程により、太陽電池モジュール１を予熱しておき、この予熱された太陽電池モジュール１にホットメルト材８を介して集熱体を積層し、加圧・加熱により接着しているので、接着工程にかかる時間が短縮され、生産性が向上している。また、集熱体の太陽電池モジュール１との接着面に予めホットメルト材８をロールコータにより加熱塗布されているので、接着工程では太陽電池モジュール１の集熱体との接着に対するホットメルト材８の接着だけが必要になり、より接着工程にかかる時間が短縮され、生産性が向上している。また予熱工程と接着工程とを別ラインで構成し、それぞれに太陽電池モジュール１の加熱装置を備えているので、予熱工程と接着工程とを異なるラインで同時進行することができ、生産性が向上している。また集熱体の温度を計測し、この温度が所定温度に達したときに接着完了として接着工程を終了するようにしているので、太陽電池モジュール１と集熱体とを十分に接着できるとともに、集熱体の温度状態により簡単に接着完了時が分かり、初心者でも接着工程を担当することができる。また、予熱工程で６０度程度に予熱された太陽電池モジュール１を下側加熱板１０で１４０程度に加熱するように段階的に加熱しているので、太陽電池モジュール１の透光性ガラス４に対する急激な温度上昇を防止し、透光性ガラス４に対する熱負荷を小さくし、透光性ガラス４の熱負荷による割れなどの不具合を小さくしている。また、ボールキャスタ１１を用いて太陽電池モジュール１を移動するようにしているので、太陽電池モジュール１の持ち運びによる時間ロスや作業の手間を小さくして生産性が向上している。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１記載の発明では、太陽電池モジュールの予熱工程により、太陽電池モジュールを予熱しておき、この予熱された太陽電池モジュールにホットメルト材を介して集熱体を積層し、加圧・加熱により接着しているので、接着工程にかかる時間が短縮され、生産性が向上している。
【００３３】
また請求項２記載の発明では、集熱体の太陽電池モジュールとの接着面に予めホットメルト材をロールコータにより加熱塗布されているので、接着工程では太陽電池モジュールの集熱体との接着に対するホットメルト材の接着だけが必要になり、より接着工程にかかる時間が短縮され、生産性が向上している。
【００３４】
また請求項３記載の発明では、予熱工程と接着工程とを別ラインで構成し、それぞれに太陽電池モジュールの加熱装置を備えているので、予熱工程と接着工程とを異なるラインで同時進行することができ、生産性が向上している。
【００３５】
また請求項４記載の発明では、集熱体の温度を計測し、この温度が所定温度に達したときに接着完了として接着工程を終了するようにしているので、太陽電池モジュールと集熱体とを十分に接着できるとともに、集熱体の温度状態により簡単に接着完了時が分かり、初心者でも接着工程を担当することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の電熱ハイブリッドパネルの製造方法に用いる電熱ハイブリッドパネルを示す要部の縦断面図である。
【図２】同上の電熱ハイブリッドパネルの製造方法を示す各工程の説明図である。
【図３】同上の電熱ハイブリッドパネルの製造方法に用いる電熱ハイブリッドパネルを示す要部の分解斜視図である。
【符号の説明】
１    太陽電池モジュール
２    管体
２ａ    通水管
２ｂ    ヘッダ管
３    集熱板
３ａ    湾曲部
３ｂ    平板部
３ｃ    溝部
４    透光性ガラス
５    ＥＶＡシート
６    太陽電池セル
７    防水性シート
８    ホットメルト材
９    浴槽の排水口
１０    下側加熱板
１０ａ    貫通孔
１１    ボールキャスタ
１１ａ    ローラ
１１ｂ    支持材
１２    重し
１３    冷却台
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005019655.tif 000005